PTFEDet er kernesubstratet for ultrahøjfrekvente scenarier såsom 5G millimeterbølge og satellitkommunikation, men dets materialeegenskaber fører direkte til tre store flaskehalse på industriniveau i metalliseringsprocessen i lang tid:
Overfladeaktiveringen er ekstremt vanskelig: CF-bindingsenergien i PTFE-molekylkæder er så høj som 485 kJ/mol, og overfladeenergien er kun 20 mJ/m². Konventionel kemisk forbehandling af kobberaflejring kan ikke ødelægge dens inerte struktur, og kobberlagets adhæsionskraft er meget lavere end de 0,7 N/mm, der kræves af IPC-standarder.
Pålidelighedssvigt forårsaget af termisk stress: Den termiske udvidelseskoefficient for PTFE er mere end 5 gange så stor som FR-4, hvilket er alvorligt uoverensstemmende med CTE for kobberfolie. Forekomsten af mikrorevner i perforeret kobber under reflowlodning og kold varm cykling kan nå op på 18 %, og 30 % af tidlige højfrekvente kortfejl er forårsaget af grænsefladeskader.
Resterende borerester blokerer elektriske forbindelser: PTFE-materiale har tre gange så sejhed som FR-4, og elastisk tilbageslag under boring vil danne 5-8 μm tykt smeltet borerester på hulvæggen. Uden en optimeret proces kan dækningsgraden for boreaffald nå op på 40 %, hvilket direkte fører til en stigning på 15 % i metalliseret hulrum.
Selvom traditionel vådbehandling af natriumnaphthalen kan opnå aktivering, har den defekter såsom meget giftig fluoridaffaldsvæske, streng temperaturkontrol for reaktion og dårlig holdbarhed af aktiveringslaget. Modsætningen mellem miljøbeskyttelse og udbytte kan ikke forenes i lang tid.
Kerneopgraderingslogikken i plasmabehandling
Plasmabehandling udnytter en dobbelt effekt af fysisk bombardement og kemisk reaktion for at modificere det tynde lag i nanoskala på overfladen af PTFE, hvilket fuldstændigt undgår de iboende defekter ved våd procesteknologi
Fysisk mikroopruning: Højenergiioner af argon og oxygen bombarderer hulvæggen ved høj hastighed, skræller det smeltede boreaffald af og danner en konkav konveks struktur på nanoskala med 0,5-2 μm Ra på overfladen. Efter kobberaflejring er kobberlaget indlejret i mikrostrukturen for at danne mekanisk sammenlåsning, hvilket i høj grad forbedrer bindingskraften.
Retningsbestemt kemisk podning: ved at bruge O 2/CF ₄ blandet gas, selektivt bryde CF-bindingerne på PTFE-overfladen, reducere fluorcarbonforholdet fra 2,0 til under 1,4, synkront pode polære grupper såsom hydroxyl- og carboxylgrupper, øge overfladeenergien fra 20 mJ/m ² til over 5, for fuldt ud at opfylde kravene til co0m² og over 5.
Ikke-destruktive egenskaber ved lav temperatur: Hele forarbejdningstemperaturen styres ved 40-60 grader uden deformation af arket forårsaget af termisk stød og vil ikke beskadige de lave dielektriske egenskaber af selve PTFE-substratet. Den er velegnet til forskellige varmefølsomme højfrekvente specialplader.
Sammenligning af produktionsfordele efter procesopgradering
Efter at have erstattet den traditionelle natriumnaphthalenproces med plasmabehandling, har kerneindikatorerne for højfrekvent pladefremstilling opnået et omfattende spring:
Betydelig forbedring af udbyttet: Efter at have anvendt denne teknologi til højfrekvente PCB-produktionslinjen i fly- og rumfartsindustrien, steg gennemløbsraten for blindhulsmetallisering fra 82 % til 98 %, og defektraten for delaminering faldt til under 0,1 %.
Pålidelighed væsentligt forbedret: Afrivningsstyrken af kobberfolie kan nå 8N/cm, og efter at have bestået de tusinde kolde og varme choktest ved -55 grader ~125 grader, er modstandsændringsraten for kobberhuller mindre end eller lig med 5%, hvilket fuldt ud opfylder kravene til militære og køretøjers højfrekvente scenarier.
Miljøoverholdelse og omkostningsreduktion: Der dannes ingen meget giftig fluoridaffaldsvæske, der kræves ingen høje omkostninger til behandling af farligt affald i overensstemmelse med RoHS og REACH internationale miljøbestemmelser, og langsigtede driftsomkostninger reduceres med mere end 20 % sammenlignet med våde processer.
Fastholdelse af signalydelse: Kun modificeret med et tyndt lag i nanoskala på overfladen uden at beskadige PTFE-legemets lave Dk/Df-egenskaber. Insertion tab ved 40GHz er reduceret med 0,3dB/inch sammenlignet med traditionelle processer, hvilket gør den velegnet til millimeterbølge-terahertz-scenarier.